CN203522251U - 一种基于矿用隔爆兼本安型直流稳压电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于矿用隔爆兼本安型直流稳压电源，包括隔爆外壳、AC/DC模块、充电模块、电池、自断电模块、DC/DC模块和保护模块，AC/DC模块、充电模块、电池、自断电模块、DC/DC模块和保护模块均设置在隔爆外壳中，AC/DC模块、充电模块、电池、自断电模块、DC/DC模块和保护模块依次连接，AC/DC模块连接DC/DC模块。本实用新型的基于矿用隔爆兼本安型直流稳压电源采用模块化结构设计，AC/DC模块和DC/DC模块为本安输出提供电压，当交流输入为零时，电池可以持续供电，充电电池完成电池的充电，保护模块实现本安处理功能，本实用新型提高了电源的安全等级，可以被广泛应用于煤矿井下等爆炸性环境工作场所。
Description
技术领域
本实用新型属于矿用领域，具体涉及一种基于矿用隔爆兼本安型直流稳压电源。
背景技术
防爆技术：是指矿井若发生瓦斯煤尘爆炸或煤尘爆炸时，人为地把爆炸火焰截住，扑灭在爆源附近或限制在一定范围内，防止爆炸火焰在巷道中继续传播而再次引起爆炸的技术。
本安防爆技术：从限制能量入手，可靠地将电路中的电压和电流限制在一个允许的范围内，以保证电气设备在正常工作或发生短接和元器件损坏等故障情况下产生的电火花和热效应应不致于引起其周围可能存在的危险气体的爆炸。
现有技术中，矿用电源不能有效隔爆和实现本质安全。
因此，需要一种新的直流稳压电源以解决上述问题。
实用新型内容
实用新型目的：本实用新型针对现有技术中矿用电源不能有效隔爆和本安的缺陷，提供一种具有良好的隔爆和耐爆性能，可以被广泛用于煤矿井下等爆炸性工作环境场所的基于矿用隔爆兼本安型直流稳压电源。
技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型的基于矿用隔爆兼本安型直流稳压电源采用如下技术方案：
一种基于矿用隔爆兼本安型直流稳压电源包括隔爆外壳、AC/DC模块、充电模块、电池、自断电模块、DC/DC模块和保护模块，所述AC/DC模块、充电模块、电池、自断电模块、DC/DC模块和保护模块均设置在所述隔爆外壳中，所述AC/DC模块、充电模块、电池、自断电模块、DC/DC模块和保护模块依次连接，所述AC/DC模块连接所述DC/DC模块。
更进一步的，所述电池为镍镉电池组。镍镉电池组是电源的关键组成部分之一，为了使外部交流输入为零时电源本安输出部分能够在额定功率下连续供电两小时，因此选择3300mAH电池组，当部外部交流输入电压断电时，自动切换至电池供电即可满足要求。
更进一步的，所述隔爆外壳为长方体钢板。隔爆外壳由长方体钢板构成，提高了外壳的耐爆能力。
更进一步的，所述自断电模块包括常开继电器K1、集成电路、电阻R1、电阻R2、电容器C1、三极管Q1和场效应管Q2，所述常开继电器K1包括线圈和开关，所述开关的两端分别连接输入端IN和输出端OUT，所述线圈的两端分别连接输入端IN和所述三极管Q1的C端，所述三极管Q1的E端接地，所述三极管Q1的B端连接所述集成电路，所述三极管Q1和集成电路之间设置有所述电阻R1，所述电容器C1的一端接地，另一端连接所述场效应管Q2的栅极G，所述场效应管Q2的源极S和漏极D分别连接输入端IN和输出端OUT，所述栅极G和输入端IN之间设置有所述电阻R2。当电池通电时迅速给电容C1充电，在充电瞬间Q2导同给整个电路供应，单片机通过MOSI-C将继电器断开，因此电池与后面电路完成断开，此时电路对电池的功耗完全为零，从而防止电路的静态功耗时间长损坏电池。
更进一步的，所述三极管Q1为NPN型三极管。
更进一步的，所述场效应管Q2为耗尽型场效应管。
更进一步的，所述隔爆外壳包括下腔体和上盖，所述下腔体为长方体形，所述下腔体的顶部设置有开口，所述上盖设置在所述下腔体的开口处，所述下腔体的侧面设置有电缆引入装置，所述上盖上设置有窥视窗，所述上盖的一侧与所述下腔体通过铰链连接，所述上盖的另一侧设置有开盖手柄。设有窥视窗可以方便的查看隔爆外壳内部情形，方便检修，开盖手柄方便用户移动，铰链方便开启上盖。
更进一步的，所述窥视窗包括隔爆钢化玻璃、紫铜片和防水垫圈，所述隔爆钢化玻璃通过紫铜片固定在上盖上，所述隔爆钢化玻璃和所述上盖的连接处设置有防水垫圈。
更进一步的，所述保护模块包括第一电压检测电路、第二电压检测电路、第一过压过流控制电路、第二过压过流控制电路、第一保护开关、第二保护开关和电流检测电路，所述第一电压检测电路、第一过压过流控制电路和第一保护开关依次连接，所述第二电压检测电路、第二过压过流控制电路和第二保护开关依次连接，所述电流检测电路连接所述第一过压过流控制电路、第二电压检测电路和第二保护开关。
有益效果：本实用新型的基于矿用隔爆兼本安型直流稳压电源采用模块化结构设计，AC/DC模块和DC/DC模块为本安输出提供电压，当交流输入为零时，电池可以持续供电，充电电池完成电池的充电，保护模块实现本安处理功能，本实用新型提高了电源的安全等级，可以被广泛应用于煤矿井下等爆炸性环境工作场所。
附图说明
图1是本实用新型的基于矿用隔爆兼本安型直流稳压电源的结构示意图；
图2是自断电模块的电路图；
图3是隔爆外壳的结构示意图；
图4是保护模块的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
请参阅图1所示，本实用新型公开了一种基于矿用隔爆兼本安型直流稳压电源包括隔爆外壳、AC/DC模块、充电模块、电池、自断电模块、DC/DC模块和保护模块，AC/DC模块、充电模块、电池、自断电模块、DC/DC模块和保护模块均设置在隔爆外壳中，AC/DC模块、充电模块、电池、自断电模块、DC/DC模块和保护模块依次连接，AC/DC模块连接DC/DC模块。AC/DC模块将交流电压转换成充电和交流供电所需要的直流电压，DC/DC模块将AC/DC模块输出的电压转换成用户所需的直流电压。
充电模块的作用：当电池供电一段时间之后，外部有交流输入时，自动切换至交流供电，为了使下次交流断电后电池供电能在额定功率下连续工作两小时，因此当有交流输入时要给电池充电已满足连续供电的时间要求，充电模块采取恒流充电模式，当电池充满时采取小电流浮充的模式，保证电池完全充满而不会损坏电池组，满足现场应用。
电池为镍镉电池组。镍镉电池组是电源的关键组成部分之一，为了使外部交流输入为零时电源本安输出部分能够在额定功率下连续供电两小时，因此选择3300mAH电池组，当部外部交流输入电压断电时，自动切换至电池供电即可满足要求。
请参阅图3所示，隔爆外壳为长方体钢板。隔爆外壳包括下腔体1和上盖2，下腔体1为长方体形，下腔体1的顶部设置有开口，上盖2设置在下腔体1的开口处，下腔体1的侧面设置有电缆引入装置11，上盖1上设置有窥视窗21，上盖2的一侧与下腔体1通过铰链22连接，上盖2的另一侧设置有开盖手柄20。设有窥视窗可以方便的查看隔爆外壳内部情形，方便检修，开盖手柄方便用户移动，铰链方便开启上盖。窥视窗21包括隔爆钢化玻璃、紫铜片和防水垫圈，隔爆钢化玻璃通过紫铜片固定在上盖2上，隔爆钢化玻璃和上盖2的连接处设置有防水垫圈。
隔爆外壳由长方体钢板构成，提高了外壳的耐爆能力。隔爆外壳是装载包括电池组和各种模块的一种防爆型外壳，外壳由一隔爆上盖和一隔爆下腔体组成，采用长方体钢板，防爆结构和性能符合GB3836.1-2010、GB3836.2-2010、GB3836.4-2010的规定，隔爆下腔体的一侧设有3个电缆引入装置，1大两小，所述大电缆引入装置为高压交流的电源输口、两个小电缆引入装置分别为直流本安输出及信号输出口，隔爆上盖上面有一窥视窗，窥视窗有隔爆钢化玻璃、紫铜片及防水垫圈组成，隔爆上盖有开盖手柄，方便用户移动，另一侧有两个铰链方便开启上盖，外壳能够承受通过外壳任何接合面或结构间隙进入外壳内部的爆炸性混合物在内部爆炸而不损坏，并且不会引起外部由一种、多种气体或蒸汽形成的爆炸性气体环境的点燃。
请参阅图2所示，自断电模块包括常开继电器K1、集成电路、电阻R1、电阻R2、电容器C1、三极管Q1和场效应管Q2。其中，三极管Q1为NPN型三极管。场效应管Q2为耗尽型场效应管。常开继电器K1包括线圈和开关，开关的两端分别连接输入端IN和输出端OUT，线圈的两端分别连接输入端IN和三极管Q1的C端，三极管Q1的E端接地，三极管Q1的B端连接集成电路，三极管Q1和集成电路之间设置有电阻R1，电容器C1的一端接地，另一端连接场效应管Q2的栅极G，场效应管Q2的源极S和漏极D分别连接输入端IN和输出端OUT，栅极G和输入端IN之间设置有电阻R2。当电池通电时迅速给电容C1充电，在充电瞬间Q2导同给整个电路供应，单片机通过MOSI-C将继电器断开，因此电池与后面电路完成断开，此时电路对电池的功耗完全为零，从而防止电路的静态功耗时间长损坏电池。
请参阅图4所示，保护模块主要将直流稳压电源输出矿用本安化。本产品为矿用隔爆兼本安型，整体安装在隔爆腔内，其对外接口都应为本安接口，对外接口主要有电源输出和电池或交流输出供电信号判断接口，保护模块有过流过压保护、短路保护，将直流稳压电源输出本安化，以满足工业现场的需求。其中，保护模块包括第一电压检测电路、第二电压检测电路、第一过压过流控制电路、第二过压过流控制电路、第一保护开关、第二保护开关和电流检测电路。第一电压检测电路、第一过压过流控制电路和第一保护开关依次连接，第二电压检测电路、第二过压过流控制电路和第二保护开关依次连接。电流检测电路连接第一过压过流控制电路、第二电压检测电路和第二保护开关。DC/DC模块的阳极直流输出连接第一电压检测电路、第二电压检测电路和第一保护开关，DC/DC模块的阴极直流输出连接电流检测电路。第一保护开关和第二保护开关分别输出本安型输出的正极和阳极。
本实用新型的基于矿用隔爆兼本安型直流稳压电源采用模块化结构设计，AC/DC模块和DC/DC模块为本安输出提供电压，当交流输入为零时，电池可以持续供电，充电电池完成电池的充电，保护模块实现本安处理功能，本实用新型提高了电源的安全等级，可以被广泛应用于煤矿井下等爆炸性环境工作场所。
Claims (9)
1.一种基于矿用隔爆兼本安型直流稳压电源，其特征在于，包括隔爆外壳、AC/DC模块、充电模块、电池、自断电模块、DC/DC模块和保护模块，所述AC/DC模块、充电模块、电池、自断电模块、DC/DC模块和保护模块均设置在所述隔爆外壳中，所述AC/DC模块、充电模块、电池、自断电模块、DC/DC模块和保护模块依次连接，所述AC/DC模块连接所述DC/DC模块。
2.如权利要求1所述的基于矿用隔爆兼本安型直流稳压电源，其特征在于，所述电池为镍镉电池组。
3.如权利要求1所述的基于矿用隔爆兼本安型直流稳压电源，其特征在于，所述隔爆外壳为长方体钢板。
4.如权利要求1所述的基于矿用隔爆兼本安型直流稳压电源，其特征在于，所述自断电模块包括常开继电器K1、集成电路、电阻R1、电阻R2、电容器C1、三极管Q1和场效应管Q2，所述常开继电器K1包括线圈和开关，所述开关的两端分别连接输入端IN和输出端OUT，所述线圈的两端分别连接输入端IN和所述三极管Q1的C端，所述三极管Q1的E端接地，所述三极管Q1的B端连接所述集成电路，所述三极管Q1和集成电路之间设置有所述电阻R1，所述电容器C1的一端接地，另一端连接所述场效应管Q2的栅极G，所述场效应管Q2的源极S和漏极D分别连接输入端IN和输出端OUT，所述栅极G和输入端IN之间设置有所述电阻R2。
5.如权利要求4所述的基于矿用隔爆兼本安型直流稳压电源，其特征在于，所述三极管Q1为NPN型三极管。
6.如权利要求4所述的基于矿用隔爆兼本安型直流稳压电源，其特征在于，所述场效应管Q2为耗尽型场效应管。
7.如权利要求1所述的基于矿用隔爆兼本安型直流稳压电源，其特征在于，所述隔爆外壳包括下腔体（1）和上盖（2），所述下腔体（1）为长方体形，所述下腔体（1）的顶部设置有开口，所述上盖（2）设置在所述下腔体（1）的开口处，所述下腔体（1）的侧面设置有电缆引入装置（11），所述上盖（1）上设置有窥视窗（21），所述上盖（2）的一侧与所述下腔体（1）通过铰链（22）连接，所述上盖（2）的另一侧设置有开盖手柄（20）。
8.如权利要求7所述的基于矿用隔爆兼本安型直流稳压电源，其特征在于，所述窥视窗包括隔爆钢化玻璃、紫铜片和防水垫圈，所述隔爆钢化玻璃通过紫铜片固定在上盖（2）上，所述隔爆钢化玻璃和所述上盖的连接处设置有防水垫圈。
9.如权利要求1所述的基于矿用隔爆兼本安型直流稳压电源，其特征在于，所述保护模块包括第一电压检测电路、第二电压检测电路、第一过压过流控制电路、第二过压过流控制电路、第一保护开关、第二保护开关和电流检测电路，所述第一电压检测电路、第一过压过流控制电路和第一保护开关依次连接，所述第二电压检测电路、第二过压过流控制电路和第二保护开关依次连接，所述电流检测电路连接所述第一过压过流控制电路、第二电压检测电路和第二保护开关。
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| CN (1) | CN203522251U (zh) |
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN114094704A (zh) * | 2021-11-16 | 2022-02-25 | 中国矿业大学 | 一种便携式防爆直流动力配电通信系统 |
| CN114449804A (zh) * | 2022-01-18 | 2022-05-06 | 沈阳中科奥维科技股份有限公司 | 一种兼容电池及有源供电的隔爆变送器壳体及设计方法 |
-
2013
- 2013-09-29 CN CN201320606454.4U patent/CN203522251U/zh not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: 211161 No. 50, Bao Xiang Road, Binjiang Economic Development Zone, Nanjing, Jiangsu, Jiangning, China Patentee after: NANJING BESTWAY AUTOMATION SYSTEM Co.,Ltd. Address before: 211161 treasure road, Binjiang Development Zone, Jiangning District, Jiangsu, Nanjing Patentee before: NANJING BESTWAY AUTOMATION SYSTEM Co.,Ltd. |
|
| CP02 | Change in the address of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 211161 No. 50 Baoxiang Road, Jiangning Binjiang Economic Development Zone, Nanjing City, Jiangsu Province Patentee after: Nanjing North Road Intelligent Control Technology Co.,Ltd. Address before: 211161 No. 50 Baoxiang Road, Jiangning Binjiang Economic Development Zone, Nanjing City, Jiangsu Province Patentee before: NANJING BESTWAY AUTOMATION SYSTEM Co.,Ltd. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20140402 |
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| CX01 | Expiry of patent term |